Python地理空间分析指南（第2版） - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

Python地理空间分析指南（第2版）
第1章 Python与地理空间分析
第2章 地理空间数据
第3章 地理空间技术概览
第4章 Python的地理空间分析工具
第5章 Python与地理信息系统
第6章 Python与遥感
第7章 Python与高程数据
第8章 Python与地理空间高级建模
第9章 实时数据
第10章 综合应用
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第1章　Python与地理空间分析
本章是对地理空间分析的概述。我们将以有史以来最严重的流行病之一为案例来阐述地理信息技术对当今社会的重要影响，在案例中地理空间分析为阻断致命病毒传播发挥了重要作用。接下来，我们将介绍地理空间分析的历史，它甚至比计算机和纸制地图的历史还要久远。然后我们将解释一下为什么你更想使用一门编程语言进行地理空间分析，而不是仅仅使用一款地理信息系统（Geographic Information System，GIS）应用程序。我们将认识到向大众普及地理空间分析技术的重要性，还将在本书中逐步介绍地理信息系统和遥感技术的基本概念和术语。在本章的最后，我们将使用Pyhton从头构建一个尽可能简单的GIS应用。
本书假定读者了解Pyhon、信息技术的基本知识，并且至少对地理空间分析有一定的认识。本章的内容是有关地理空间分析的基础知识，需要重点关注的概念是遥感和GIS，当然也包括本书其他章节的相关内容。
1.1　地理空间分析与我们的生活
2014年3月25日，联合国世界卫生组织（World Health Organization，WHO）公布消息宣称，在西非发现一种致命的埃博拉病毒正处于爆发初期，它的传播非常迅速。在即将到来的夏季，三大洲6个国家将会受到影响，其中包括美国和欧洲。
政府和人道主义机构必须争分夺秒地和爆发的疫情作斗争。受感染患者未经治疗的话，短短6天之内就会病情加重而导致死亡。最关键的信息是现有病例和新感染病例的相对位置，他们遇到的挑战是以有限的基础设施报告农村地区新感染病例。确定病毒所在区域是应急响应机构制定疫情控制策略的基础。病例的位置界定了疫情爆发的范围，它可以让政府确定资源和医疗用品分配的优先级，同时也可以跟踪到受疫情影响的首个受害者。最终还可以让政府知道实行的措施是否减缓了疫情爆发。
不幸的是，在疫情爆发初期，农村地区简陋的条件和有限的疫情监测人员，只能保证每隔5天向最初跟踪疫情的利比亚卫生部官员报告一次疫情。当局需要更丰富的疫情信息来控制新病例的成倍增长。
解决方案是一款名为Ushahidi的开源软件。它是肯尼亚非营利技术初创中心的一个利比亚学生开发的。Ushahidi在斯瓦西里语中是证词、证人的意思。肯尼亚的开发团队最初开发这套系统是为了跟踪2008年总统选举之后发生暴力事件的情况。Kpetermeni Siakor在2011年采用这套系统跟踪和记录了类似有争议的选举。当疫情在利比亚爆发时，Siakor将Ushahidi用作疫情监测平台。
Siakor组建了一支由志愿者组成的先遣队，他们的主要工作是记录群众电话以报告疑似感染埃博拉病例。报告的细节会录入Ushahidi的数据库，该数据库可以马上把数据显示在互联网地图上。利比亚卫生部和其他人道主义救援机构就可以访问该网站跟踪疫情传播，并妥善分发救援中心的救灾物资。经过国际社会的进一步宣传，该软件最终将包含全球疫情。2015年，疫情得到了有效控制，全世界最后一个受感染病例在西非，目前正处于恢复期。图1-1所示的截图是2015年4月公开的Ushahidi地图，其中显示了利比亚疫情的最新情况。
图1-1　埃博拉疫情监测图
2010年的海地地震，救灾人员也使用了Ushahidi的灾害测绘系统。救灾过程中也经常会使用地图。当代拥有GPS功能的手机、Web技术和开源地理分析软件在全球人道主义救援方面已经创造了一次革命。
　
Ushahidi API有一个Python的库，你可以通过如下地址找到：https://github.com/ushahidi/ushapy。
应用广泛
地理空间救灾建模程序是最近比较突出的案例之一。而且地理空间分析产业规模在过去15年一直稳步增长。2004年，美国劳工部宣称，地理信息产业作为13个高增长的行业之一，预计在未来几十年将会为美国创造数百万就业机会。
地理空间分析几乎涵盖了所有工业领域，如房地产、石油天然气、农业、国防、政治、公共卫生、交通、海洋学等。希望进一步深入了解地理空间分析在不同行业的具体应用的读者，可以访问http://geospatialrevolution.psu.edu。
1.2　地理空间分析的历史
地理空间分析的历史可以追溯到15000多年前的法国西南部的拉思科山洞。在山洞中发现了旧石器时代人们日常狩猎的壁画，许多专家认为画中的宗教仪式和动物图案与天文星座有密切的联系。虽然这些画很粗糙，但是仍然证明了古人尝试将生活中的某些事物抽象建模并与时空特性相联系。图1-2展示了壁画中描述的星空图。
几个世纪以来，制图和地理测绘技术不断发展，但是直到19世纪地理空间分析技术才有了显著的进步。1830～1860年欧洲爆发了严重的霍乱疫情，这导致巴黎和伦敦的地理学家将地理空间分析技术应用在了流行病学研究上。
1832年，Charles Picquet在地图上使用不同的灰白色阴影表示巴黎48个街区每千人中的死亡人数，它被当作霍乱疫情报告的一部分。1854年，John Snow改进了上述方法，将其用于跟踪伦敦爆发的霍乱疫情。每次在城市地图上添加一个点时，说明一例感染病例被确诊了。这样他就可以分析霍乱感染病例的分布。John Snow跟踪定位了产生疫情的单个水井，并进一步防止了疫情蔓延。图1-3展示了街道的三层结构，每个X代表一口水井，每个点代表霍乱爆发的位置。
图1-2　壁画中的星空图
图1-3　伦敦霍乱疫情监测图
地理空间分析技术不仅用于和病毒做斗争。几个世纪以来，将军和历史学家都会利用地图分析战争态势。法国退休工程师Charles Minard于18 ............

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